电势能和电势课件

Click to edit Master title style,Edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,MENTAL HEALTH COUNSELING PPT,第,4,节 电势能和电势,第一章 静电场,人教,版高中物理选修,3-1,课堂导入,一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,它将如何运动,?,动能将如何变化？（不计重力）,在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加。,E,+,是什么能转化为试探电荷的动能的呢？,【,探究一：静电力做功的特点,】,M,E,【情景一】：在匀强电场中，将电荷,q,从,A,沿直线移至,B,:,A,B,+,q,F,问题：静电力做功多少？,分析结果：,一、静电力做功的特点,M,E,A,B,【情景二】：在匀强电场中将电荷,q,从,A,沿折线移至,B,:,对,AM:,对,MB:,对全程,:,+,q,F,+,q,F,问题：静电力做功多少？,分析结果：,一、静电力做功的特点,【情景三】：在匀强电场中，将电荷,q,从,A,沿曲线移至,B,:,M,E,A,B,+,q,F,E,A,B,+,q,F,+,q,F,+,q,F,+,q,F,M,X,1,X,2,X,3,一、静电力做功的特点。,【,讨论,】,将电荷,q,从,A,沿其他曲线移至,B,，静电力做功多少？如果移动电荷,-q,，,1,4,的结论又如何？,M,E,A,B,-q,F,B,+,M,A,F,q,+,一、静电力做功的特点,【,探究归纳,】,静电力做功的特点,在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，,与初、末两点在电场线上的距离有关。,该结论对于非匀强电场也是适用的。,什么力做功还有这个特点？,一、静电力做功的特点,静电力做功的特点与重力做功情况相似。,【,思考,】,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？,做功的过程是一个能量转化的过程。,重力做功的过程是重力势能转化为动能的过程。,一、静电力做功的特点,定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。符号,E,P,。,相对性：规定无限远处或大地表面的电势能为,0,。,标量：电势能是标量,有正负，正负表示该点的电势能比零势能点的电势能的高低。,4.,电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。,5.,电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移,动到零势能位置所做的功。,电势能,正电荷从,A,点移到,B,点时,静电力做正功,电荷的电势能减少。,【情景,1,】：电荷仅在电场力作用下从,A,运动到,B,，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？,A,B,+,+,二、静电力做功与电势能的关系,正电荷从,B,点移到,A,点时,静电力做负功,电荷的电势能增加。,【情景,2,】：电荷仅在电场力作用下从,B,运动到,A,，静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？,A,B,+,+,二、静电力做功与电势能的关系,电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,【,总结,】,【,类比,】,重力做功与重力势能的关系,重力对物体做正功，物体重力势能减小；,重力对物体做负功，物体重力势能增加；,即：重力做功等于重力势能的减少量；,二、静电力做功与电势能的关系,静电力做功与电势能的关系：,静电力做的功等于电势能的减少量。,关系式：,【,探究结论,】,二、静电力做功与电势能的关系,【,典例,1】.,如图，在场强 的匀强电场中，将点电荷,q=+1C,从,A,移动到,B,，,AB,相距,L=1m,，静电力做功为多少？电势能如何变化？若规定,E,PA,=0,，则,E,PB,=,？,E,A,B,F,q,+,【解析】：,静电力的方向与运动方向相同，静电力做正功，,电势能减小。,典型案例,E,A,B,F,q,+,解：,静电力做的功,静电力做正功，电势能减小。,若,E,PA,=0,，由,得,若规定其他点的电势能为,0,，,还成立吗？,某一点的电势能，与零势能点的选取有关。,【,互动探究,】,典型案例,可见：比值 能够描述电场的能的本领大小，我们引入一个新的物理量,“,电势”来表示它。,三：描述电场的能的性质的物理量,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。,1V=1J/C,。,1.,定义,:,2.,公式,:,3.,单位,:,伏特,(V),(,计算时要代入正负号,),。,4.,电势的性质,电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。,(,通常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零,),电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。,(,负电势表示该处的电势比零电势处电势低,),沿电场线方向电势降低。,电势,地图中常用等高线来表示地势的高低,2,课堂活动,四：形象描述电势高低的方法,电场中，电势相等的点构成等势面。,B,A,+,m,p,q,在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。,E,同一等势面上的点，电势都相等,电场线与等势面垂直，并指向电势低的等势面。,+,C,D,+,知识点,3,：等势面,1.,点电荷电场中的等势面：,以点电荷为球心的一簇球面,几种典型电场的等势面：,点电荷的等势面与等高线对比示意图,知识点,3,：等势面,2.,等量异种点电荷电场中的等势面：,两簇对称曲面,等量异种点电荷的等势面与等高线对比示意图,知识点,3,：等势面,O,M,N,【,小组讨论,】,在电荷连线中垂线上电势分布规律,1.,若规定无限远处电势为零，则,0,0,（大于、等于、小于）,2.,比较,M,、,N,两点的电势大小？,等于,知识点,3,：等势面,3.,等量同种点电荷电场中的等势面：,两簇对称曲面,等量同种点电荷的等势面与等高线对比示意图,知识点,3,：等势面,O,M,N,【,小组讨论,】,在电荷连线中垂线上电势分布规律,1.,若规定无限远处电势为零，则,0,0,（大于、等于、小于）,2.,比较,M,、,N,两点的电势大小？,大于,知识点,3,：等势面,4.,匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面,知识点,3,：等势面,5.,形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面,知识点,3,：等势面,【,典例,2】(2017,全国卷,I),在一静止点电荷的电场中,任一点的电势,与该点到点电荷的距离,r,的关系如图所示。电场中四个点,a,、,b,、,c,和,d,的电场强度大小分别为,E,a,、,E,b,、,E,c,和,E,d,。点,a,到点电荷的距离,r,a,与点,a,的电势,a,已在图中用坐标,(r,a,a,),标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由,a,点依次经,b,、,c,点移动到,d,点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为,W,ab,、,W,bc,和,W,cd,。下列选项正确的是,(),A.E,a,E,b,=41,B.E,c,E,d,=21,C.W,ab,W,bc,=31,D.W,bc,W,cd,=13,AC,典型例题,1.,电势能大小的判定方法,方法一：从做功角度来判断（利用功能关系）,【创设情景】：将电荷从,A,移动到,B,，在这一过程中,若电场力做正功，电势能减少,若电场力做负功，电势能增加,注意：做功正负依据静电力与速度的夹角来判定,方法二：利用 来判断,对于正电荷，电势大处，电势能就是大；,对于负电荷，电势大处，电势能反而小；,【,规律方法,】,2.,电势高低的判定方法,方法一：沿电场线方向电势降低,方法二：从 来判断,对于正电荷，电势能大处，电势就是大；,对于负电荷，电势能大处，电势反而小；,【,规律方法,】,1.,静电力做功的特点,静电力做的功与电荷经过的路径无关，与电荷的起始位置和终止位置有关。,2.,电势能,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。,3.,电势,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。,4.,等势面,电场中电势相等的各点构成的面。,课堂小结,